这个超级工厂实现“机器换人”

本文转自：四川日报

光伏行业首个5G应用基地用数字化系统施令

这个超级工厂实现“机器换人”

□四川日报全媒体记者 史晓露

在茫茫青藏高原，在一望无际的戈壁滩上，如今都能看到光伏电站的身影，一块块光伏发电板逐光排列，源源不断地将太阳能转化为电能。其实现光电转换的核心部件——在光伏发电板上紧密排列的太阳能电池片，厚度只有130—150微米，极易碎裂。它的生产工艺极为精细，过去由于自动化水平低、用工量很大，一度被视作劳动密集型产业。不过眼下，数字化正为光伏产业插上智能制造的翅膀。

近日，记者走进位于成都市金堂县的通威太阳能5G大数据中心，探访光伏行业首个5G应用基地如何用机器换人，助力生产驶入快车道。

智慧“大脑”支撑

智能小车替代人工，生产效率提升约161%

一条条全自动智能制造生产线高效运转，数百台智能小车来回穿梭运送物料，所有工序均由机器完成……通威太阳能金堂基地的太阳能电池片生产车间充满浓浓的科技感。

太阳能电池片的原料是硅片，从硅片到电池片，需要经过制绒、扩散等10道工序，每道工序都有独立的操作机台。各个工序是如何实现无缝衔接、高效配合的？

这背后有一套数字化系统作支撑。通威太阳能金堂基地信息部负责人李靖翔介绍，早在2021年，通威集团就与中国电信、华为强强联合，在金堂基地打造全球领先的5G大数据中心。工厂生产主要靠5G信息技术控制中心和制造执行系统，它们就像工厂的大脑，承担着指挥生产系统的运行、调度、数据监测等工作。

在李靖翔的带领下，记者来到生产环节的最前端——发料间。在这里，一台台智能小车像训练有素的士兵，得到指令后，快速前往发料间外搬运“花篮”（盛放物料的设备），再移动到发料间内装载硅片，又快速奔向各条生产线。原料被运到生产线的机台后，机器会自动抓取硅片进行加工。

智能小车替代了人工，承担着上料、下料、转运等工作。“5G具有更低的延时性，而且网络稳定性更高，可让智能小车更快地被唤醒并执行指令，运行更稳定。”李靖翔说。

每道工序的机台也十分智能。它们不仅有控制中心，能对机械臂发号施令，还长着一双双“眼睛”，可进行生产过程的数据采集，再通过工业互联网与制造执行系统实时通信，从而构建起统一的数字化生产运营体系，实现整个生产环节的实时监测、产能的动态匹配、资源的高效调配。

“与传统的通威电池片生产线相比，金堂基地5G生产线用工减少约62%，能源消耗降低约30%，生产效率提升约161%。”李靖翔介绍，基地产能也快速释放，如今金堂基地60余条生产线满负荷运转，每天可生产1000多万片太阳能电池片。

“火眼金睛”检测

实时发现产线故障，产品制造流程可追溯

在聪明“大脑”指引下，数字化车间还能高效地应对各种突发状况。

在基地中控室，记者见到智慧大屏的仿真车间图上，闪烁着绿色图标。“这些图标代表着所有机台、智能小车的运行状况。”李靖翔介绍，一旦机台运行出现故障或异常，图标会变成红色，预警信息也会同步推送给工程师，提醒前往处理。

车间内的每道工序都有相应的自动化检测设备，相当于给数字化系统装上“火眼金睛”，能对产品质量实时检测，快速识别每道工序里的瑕疵品。记者来到最后一道工序“测试分档”，只见一台自动光学检测设备不断闪烁着红光。“它每闪一次，就是在对电池片外观进行一次检测。”李靖翔介绍，电池片完成丝网印刷后，会进行高温烧结，其间可能会出现弯曲、崩边、缺角等外观不良，自动光学检测设备可对这些外观缺陷进行在线识别。如果检测出有问题，自动化设备就会自动拦截这些不良产品进入下一道工序。每道工序的加工参数和检测数据也会实时上传到系统，从而建立全制造流程工艺参数的追溯体系。

与在产品外包装上贴标签不同，太阳能电池片的身份识别依靠的是无线射频识别技术。“每个电池片都被赋上一个虚拟ID，生产过程中的所有数据都会被采集。”李靖翔介绍，如果终端有产品出现问题，就能在系统里查到它当时经过的生产线、加工状态、工艺参数等，从而进行根因分析。

“这套数字化追溯系统能为工艺改良服务。”李靖翔说，过去工程师调整一个参数要等几个小时——直到产品完成对应工序的加工，才能知道效果如何；现在全程都有数据采集，可动态掌握工艺参数对产品的影响。

当然，数字化系统的建设和推广也绝非易事。以太阳能电池片生产为例，由于生产流程长，整个车间的生产设备来自10多个厂家，不同厂家的设备集成方式、数据接口都不同，前期工厂花了很长时间才打通各个机台，建立统一的数字化生产运营体系。

“当前，在5G+工业物联网智能制造技术方面，行业内还没有形成完整的技术标准，产品终端可能出现无法兼容的问题。”李靖翔建议，下一步需要统一标准和技术框架，在行业内协同推进产业链智能制造建设。